Filament artificiel, procédé pour sa fabrication et filière pour la mise en oeuvre de ce procédé
L'invention a pour objets un filament artificiel, un procédé pour sa fabrication et une filière pour la mise en oeuvre de ce procédé.
On a déjà cherché à réaliser des filaments pouvant être facilement étirés, à la fois en tant que multifilaments continus ou en tant que fil qui peut être transformé en cordon ou fibre.
On a également essayé de réaliser une fibre de volume et d'élasticité accrus par rapport aux filaments classiques de section circulaire.
La dernière caractéristique, à savoir l'élasticité, c'està-dire l'aptitude du matériau à reprendre sa forme originale après avoir été libéré d'une contrainte de compression, est particulièrement importante pour les tapis et matelas et à ce sujet on doit noter que la flexibilité de la fibre dépend principalement de sa forme, de son module d'élasticité et son titre.
I1 est également souhaitable d'améliorer le pouvoir couvrant du filament non seulement par rapport aux filaments de section circulaire, mais aussi par rapport aux filaments de sections spéciales non circulaires.
L'invention a pour but de réaliser un filament présentant des caractéristiques améliorées par rapport aux filaments connus.
Le filament selon l'invention est caractérisé en ce qu'il présente une section transversale sensiblement en forme de H.
Ce filament est obtenu par filage dans une filière qui comprend un orifice d'extrusion ayant une section transversale sensiblement en forme de H.
Du fait de sa section transversale en forme de H, le filament selon la présente invention possède un facteur de forme élevé, c'est-à-dire un rapport élevé de sa résistance à la flexion à celle d'une fibre classique de section circulaire et de même surface.
La flexibilité d'une fibre est un élément important du fait que, entre autres choses, elle a une influence sur le toucher, le drapé et l'aptitude à se défroisser du tissu.
Pour une meilleure compréhension de l'invention et de la manière de la mettre en oeuvre, la description ciaprès se réfère, à titre d'exemple, au dessin annexé où:
la fig. 1 représente en coupe un orifice d'extrusion d'une filière pour l'obtention du filament selon l'invention;
la fig. 2 représente en coupe une pluralité de fila ments obtenus par extrusion.
En se référant à la fig. 1, l'orifice représenté est constitué de deux rainures rectangulaires allongées parallèles dont chacune d'elles est reliée en son point médian à une extrémité différente d'une troisième rainure perpendiculaire aux deux rainures parallèles précédentes. Bien que la largeur des rainures soit représentée constante, elle peut, bien entendu, varier si on le désire.
La largeur de rainure est fixée généralement entre 0,06 à 0,3 mm selon les caractéristiques du polymère à extruder et le titre du filament. Pour les filaments employés dans l'industrie textile, une largeur de rainure de 0,08 à 0,12mm est préférable. La surface de la section du polymère extrudé est généralement comprise dans l'in- tervalle de 0,1 mm2 à 5 mm2 et, pour les textiles multifilaments de titre habituel, dans l'intervalle de 0,2 à 0,6 mm2 de préférence.
Le rapport de la longueur à la largeur de la rainure est d'habitude compris entre 1/5 et 1/15. La longueur des orifices d'extrusion est de préférence de 0,2mu à i mm. Les polymères adaptés à la mise en oeuvre de Invention englobent les polyoléfines et les polyamides.
L'invention sera maintenant illustrée par les exemples suivants:
Exemple I
On effectue l'extrusion au moyen d'une filière ayant 20 orifices de section transversale correspondant à la fig. 1, en maintenant la tête d'extrusion à 2900 C, le polymère employé étant le téréphtalate de polyéthylène de viscosité intrinsèque: 0,68. L'extrusion et les étapes suivantes du filage sont effectuées sans difficulté. De même, pendant l'étape d'étirement, effectuée avec trois rapports différents d'étirement, il ne se produit aucune cassure du filament.
Avec un rapport d'étirement de 3,62, on obtient un filament ayant les caractéristiques suivantes:
titre 78,6 deniers
ténacité 4,09 grammes
par denier
élongation 14 "/o
La fig. 2 représente une pluralité de filaments obtenus en procédant conformément à l'exemple 1. On a découvert que l'accroissement du périmètre de la section transversale permettait d'accroître le pouvoir couvrant de la fibre.
La formation de petits espaces seulement entre les filaments des fibres entraîne un accroissement du volume apparent et du pouvoir cohibant des produits manufacturés, ce qui constitue de remarquables avantages pour l'utilisation industrielle de ces fibres.
Exemple 2
On prépare un cordon en utilisant le même polymère et la même filière qu'à l'exemple 1. Les températures utilisées sur rappareil d'extrusion d'un diamètre de 20mm sont les suivantes:
Première zone d'extrusion 2650 C
Seconde zone d'extrusion 3000 C
Tête de filage 2900 C
La vitesse de filage est maintenue à 600 mètres par minute et le rapport d'étirage sur le câble tendu de 60 000 deniers, de 3,70. Pendant l'étirage, très peu de filaments se rompent et on observe un très bon com- portement.
Le cordon frisé et séché présente les caracté ristiques
titre 3,57 deniers
ténacité 3,89 g/deniers
élongation 40 e/o
Le volume occupé par un cordon formé de filaments à section en H est de 50 /o supérieur au volume à poids égal d'un cordon formé de filaments de section circulaire et de même titre.
Un échantillon de cordon à fibres circulaires et un échantillon de cordon à fibres en H de même volume sont pressés dans la main. Lorsqu'on les relâche on s'aperçoit que l'échantillon à fibres en H occupe un plus grand volume que l'échantillon à fibres circulaires.
Le poids de l'échantillon à fibres en H n'est que de 5 grammes, alors qu'il est de 8 grammes pour l'échantillon à fibres circulaires.
L'élasticité du cordon à section en H est supérieure à celle d'un cordon classique.
REVENDICATION I
Filament artificiel, caractérisé en ce qu'il présente une section transversale sensiblement en forme de H.
SOUS-REVENDICATIONS
1. Filament selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il est en polyamide ou polyoléfine.
2. Filament selon la revendication I, caractérisé en ce que la largeur de la traverse et/ou des jambes du H est comprise entre 0,06 et 0,3 mura.
3. Filament selon la revendication I, caractérisé en ce que la largeur de la traverse et/ou des jambes du H est comprise entre 0,08 et 0,12 mm.
4. Filament selon la revendication I, caractérisé en ce que la section transversale du H est comprise entre 0,1 et 5 mm2, notamment entre 0,2 et 0,6 mm2.
5. Filament selon la revendication I, caractérisé en ce que la traverse ou l'une des jambes du H a une longueur comprise entre 0,2 et 1 mm.
REVENDICATION II
Procédé de fabrication d'un filament selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on extrude un matériau filable à l'état fondu dans une filière ayant une section transversale sensiblement en forme de H.
REVENDICATION III
Filière pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication II, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un orifice d'extrusion ayant une section transversale sensiblement en forme de H.
SOUS-REVENDICATIONS
6. Filière selon la revendication III, caractérisée en ce que la largeur de la traverse et/ou des jambes du H de l'orifice est comprise entre 0,06 et 0,3 mm.
7. Filière selon la revendication III, caractérisée en ce que la largeur de la traverse et/ou des jambes du H de l'orifice est comprise entre 0,08 et 0,12 mm.
8. Filière selon la revendication III, caractérisée en ce que la section transversale de l'orifice d'extrusion est comprise entre 0,1 et 5 mm2.
9. Filière selon la revendication III, caractérisée en ce que la section transversale de l'orifice d'extrusion est comprise entre 0,2 et 0,6 mm2.
10. Filière selon la revendication II, caractérisée en ce que la longueur de la traverse ou de l'une des jambes du H est comprise entre 0,2 et 1 mm.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
Artificial filament, process for its manufacture and process for implementing this process
The objects of the invention are an artificial filament, a method for its manufacture and a die for the implementation of this method.
Attempts have already been made to produce filaments which can be easily drawn, both as continuous multifilaments or as yarn which can be transformed into a cord or fiber.
Attempts have also been made to achieve a fiber of increased volume and elasticity compared to conventional filaments of circular section.
The last characteristic, namely elasticity, i.e. the ability of the material to return to its original shape after being released from a compressive stress, is particularly important for carpets and mattresses and in this connection one must note that the flexibility of the fiber depends mainly on its shape, its modulus of elasticity and its titer.
It is also desirable to improve the hiding power of the filament not only over filaments of circular cross-section, but also over filaments of special non-circular cross-section.
The object of the invention is to produce a filament exhibiting improved characteristics compared to known filaments.
The filament according to the invention is characterized in that it has a substantially H-shaped cross section.
This filament is obtained by spinning in a die which comprises an extrusion orifice having a substantially H-shaped cross section.
Due to its H-shaped cross section, the filament according to the present invention has a high form factor, i.e. a high ratio of its flexural strength to that of a conventional fiber of circular section. and of the same surface.
The flexibility of a fiber is an important element because, among other things, it influences the feel, drape and wrinkle ability of the fabric.
For a better understanding of the invention and of the way of implementing it, the following description refers, by way of example, to the appended drawing where:
fig. 1 shows in section an extrusion orifice of a die for obtaining the filament according to the invention;
fig. 2 shows in section a plurality of filaments obtained by extrusion.
Referring to fig. 1, the orifice shown consists of two parallel elongated rectangular grooves, each of which is connected at its midpoint to a different end of a third groove perpendicular to the two preceding parallel grooves. Although the width of the grooves is shown to be constant, it can, of course, be varied if desired.
The groove width is generally set between 0.06 to 0.3 mm depending on the characteristics of the polymer to be extruded and the count of the filament. For filaments used in the textile industry, a groove width of 0.08 to 0.12mm is preferable. The cross-sectional area of the extruded polymer is generally in the range of 0.1 mm2 to 5 mm2 and, for multifilament textiles of usual titer, in the range of 0.2 to 0.6 mm2 preferably. .
The ratio of the length to the width of the groove is usually between 1/5 and 1/15. The length of the extrusion holes is preferably from 0.2mu to 1mm. The polymers suitable for the implementation of the invention include polyolefins and polyamides.
The invention will now be illustrated by the following examples:
Example I
Extrusion is carried out by means of a die having 20 orifices of cross section corresponding to FIG. 1, while maintaining the extrusion head at 2900 ° C., the polymer used being polyethylene terephthalate of intrinsic viscosity: 0.68. Extrusion and subsequent spinning steps are carried out without difficulty. Likewise, during the stretching step, carried out with three different stretching ratios, no breakage of the filament occurs.
With a stretch ratio of 3.62, a filament is obtained with the following characteristics:
title 78.6 deniers
toughness 4.09 grams
by denier
elongation 14 "/ o
Fig. 2 shows a plurality of filaments obtained by proceeding in accordance with Example 1. It has been found that increasing the perimeter of the cross-section makes it possible to increase the covering power of the fiber.
The formation of only small spaces between the filaments of the fibers results in an increase in the apparent volume and in the cohibiting power of the manufactured products, which constitutes remarkable advantages for the industrial use of these fibers.
Example 2
A bead is prepared using the same polymer and the same die as in Example 1. The temperatures used on the extrusion apparatus with a diameter of 20 mm are as follows:
First extrusion zone 2650 C
Second extrusion zone 3000 C
2900 C spinning head
The spinning speed is maintained at 600 meters per minute and the draw ratio on the taut cord of 60,000 denier, 3.70. During stretching very few filaments break and very good behavior is observed.
The curly and dried cordon has the characteristics
title 3.57 denier
toughness 3.89 g / denier
elongation 40 e / o
The volume occupied by a bead formed of filaments of H section is 50 / o greater than the volume at equal weight of a bead formed of filaments of circular section and of the same count.
A sample of circular fiber cord and a sample of H-fiber cord of the same volume are squeezed in the hand. When released, the H-fiber sample is found to occupy a larger volume than the circular fiber sample.
The weight of the H-fiber sample is only 5 grams, while it is 8 grams for the circular fiber sample.
The elasticity of the H-section bead is greater than that of a conventional bead.
CLAIM I
Artificial filament, characterized in that it has a substantially H-shaped cross section.
SUB-CLAIMS
1. Filament according to claim I, characterized in that it is made of polyamide or polyolefin.
2. Filament according to claim I, characterized in that the width of the cross member and / or of the legs of the H is between 0.06 and 0.3 mura.
3. Filament according to claim I, characterized in that the width of the crosspiece and / or the legs of the H is between 0.08 and 0.12 mm.
4. Filament according to claim I, characterized in that the cross section of the H is between 0.1 and 5 mm2, in particular between 0.2 and 0.6 mm2.
5. Filament according to claim I, characterized in that the crosspiece or one of the legs of the H has a length between 0.2 and 1 mm.
CLAIM II
A method of manufacturing a filament according to claim I, characterized in that a melt spinnable material is extruded in a die having a substantially H-shaped cross section.
CLAIM III
Die for carrying out the method according to claim II, characterized in that it comprises at least one extrusion orifice having a cross section substantially H-shaped.
SUB-CLAIMS
6. Die according to claim III, characterized in that the width of the cross member and / or the legs of the H of the orifice is between 0.06 and 0.3 mm.
7. Die according to claim III, characterized in that the width of the crosspiece and / or the legs of the H of the orifice is between 0.08 and 0.12 mm.
8. Die according to claim III, characterized in that the cross section of the extrusion orifice is between 0.1 and 5 mm2.
9. Die according to claim III, characterized in that the cross section of the extrusion orifice is between 0.2 and 0.6 mm2.
10. Die according to claim II, characterized in that the length of the cross member or of one of the legs of the H is between 0.2 and 1 mm.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.